一种挥发有机物净化处理装置及系统的制作方法

本发明涉及挥发有机物净化处理，尤其涉及一种挥发有机物净化处理装置及应用该装置的挥发有机物净化处理系统。

背景技术：

1、在锂离子电池、半导体等产品生产过程中使用的有机溶剂会挥发到周围环境中形成挥发性有机物(volatile organic compounds，voc)，不仅会造成环境空气的污染，危害人的身体健康，而且有些有机溶剂由于价格昂贵，直接排放到环境中去会造成产品制造成本大幅上升，所以采取经济高效的有机溶剂回收方法对有机溶剂进行回收，成为人们关注的重要课题。

2、现有的挥发性有机物回收系统及其工艺通常有两种。第一种是将含有voc的工艺气体经过气气换热器、普通循环水表冷器冷却降温和冻水表冷器降温，混合气中的部分voc被冷却成液体回收，其余的混合气体经过水淋洗和活性炭吸附后对空排放。专利文献1(cn101543683a)就是采用第一种方式，该方案中装置由进风风机、热交换器、前表冷器、后表冷器、排风风机、nmp吸收水塔、循环风机、加热器、极片涂布机组成。极片涂布机产生含有nmp的热空气送到热交换器进行热交换，其中热交换器中的冷风和从nmp吸收塔返回的风加在一起通过循环风机和加热器在涂布机内部循环。另一部分含有nmp的热空气通过热交换后，进入前表冷器和后表冷器，在这两个部分有大量的nmp凝结析出，之后剩下的含nmp的尾气通过nmp尾气吸收水塔，应用nmp溶于水的特性，使nmp在水塔处得到充分吸收，排出不含nmp的空气。

3、第二种是采用冷冻及voc转轮联合回收方式进行充分地回收。例如专利文献2(cn108479304a)，该方案中，nmp回收净化系统包括板式热交换器、常温水表冷器、冷冻水表冷器和吸附浓缩转轮依次密封连接，涂布机排放出来的带有nmp的高温废气体，经板式热交换器进行热量交换，交换冷却后的气体经过常温水表冷器第二次换热，第二次降温形成的气体再经冷冻水表冷器进行第三次降温冷凝回收，回收后的有机溶剂经管道输送至回收罐内。三次冷凝后形成的气体被分为两路，一路沿管道与带有nmp的高温废气体经板式热交换器进行热量交换升温(热能利用)送至生产设备涂布机再利用，另一路流经吸附浓缩转轮将残余nmp有机溶剂吸附后成为洁净气体排放至大气中。

4、但无论第一种回收系统还是第二种回收系统，都存在相应的弊端和缺陷：1)回收系统复杂，回收过程中需要大量的冷冻水或冷却气，使得回收设备运行成本高，同时后期的能耗费和维护费用也较高；2)工艺流程冗长，回收过程中又产生大量的污染废水，造成二次污染；3)回收率利用率低，一部分气体被直接对空排放，存在达不到环保要求风险，同时对企业的节能降耗和成本节约也不利。

5、有鉴于此，确有必要对现有的挥发性有机物回收系统及其工艺作一步的改进，以改善生产环境，保护员工身体健康；降低处理成本，提高处理效率和能源利用率。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种挥发有机物净化处理装置及应用该装置的挥发有机物净化处理系统，该装置与系统不需要冷冻水、冷却水，能够充分利用热能，最大化降低系统能耗和制造成本。

2、为了达成上述目的，本发明在第一方面提供了一种挥发有机物净化处理装置，包括：

3、吸附再生转轮组件，所述吸附再生转轮组件包括吸附再生转轮和再生加热器，其中，所述吸附再生转轮包括至少包括一吸附区和一再生区；

4、热泵组件，所述热泵组件至少包括：制冷压缩机、蒸发器、第一冷凝器和膨胀阀；

5、所述再生区的气体出口、所述蒸发器、所述冷凝器、所述再生加热器和所述再生区的气体入口依次气路连接构成第一气体封闭循环流路，所述第一气体封闭循环流路还包括至少一再生循环风机；

6、所述蒸发器工质出口、制冷压缩机、第一冷凝器、膨胀阀和蒸发器工质入口依次相连，形成第一工质封闭循环流路；

7、其中，所述蒸发器作为再生气体的冷凝回收组件，所述第一冷凝器作为冷凝后再生气体的预加热器组件。

8、进一步的，所述热泵组件还包括：第二冷凝器，所述第二冷凝器设置于所述第一工质封闭循环流路中所述第一冷凝器出口与所述蒸发器工质入口之间。

9、优选的，所述第二冷凝器为风冷冷凝器。

10、进一步的，所述吸附再生转轮组件的所述吸附区气路上游设有前表冷器。

11、进一步的，所述前表冷器的工质出口、制冷压缩机、第一冷凝器、膨胀阀和所述前表冷器的工质入口依次相连，形成第二工质封闭循环流路。

12、进一步的，所述吸附再生转轮组件的所述吸附区气路上游设有前表冷器。

13、进一步的，所述前表冷器的工质出口、制冷压缩机、第一冷凝器、第二冷凝器、膨胀阀和所述前表冷器的工质入口依次相连，形成第二工质封闭循环流路。

14、进一步的，所述吸附再生转轮还包括一冷却区。

15、进一步的，所述吸附再生转轮还包括一净化区，所述冷却区的出口、所述净化区的入口、所述净化区的出口、所述冷却区的入口依次气路连接构成第二气体封闭循环流路，所述第二气体封闭循环流路还包括至少一冷却净化循环风机。

16、优选的，流经所述吸附再生转轮再生区的再生风量与流经吸附转轮吸附区的处理风量的比值为1/5～1/30。

17、优选的，所述第二气体封闭循环流路中的冷却循环风量与流经所述吸附再生转轮再生区的再生风量的比值为1/6～1/3。

18、本发明在第二方面提供了一种挥发有机物净化处理系统，其特征在于，包括：

19、生产车间；

20、和上述任一项的所述挥发有机物净化处理装置；

21、所述生产车间出风口、所述挥发有机物净化处理系统中所述吸附再生转轮的所述吸附区、所述生产车间回风口依次气路连接构成第三气体封闭循环流路，所述第三气体封闭循环流路还包括至少一处理风机。

22、优选的，所述生产车间出风口、生产车间回风口之间设有高浓度排除设备隔离罩。

23、基于上述设计，本发明具有如下有益效果：

24、第一，本发明通过在吸附再生转轮的再生区设置热泵组件，将热泵组件中的蒸发器作为再生空气中的有机气体的冷凝器，制冷机的冷凝器作为再生空气预加热器，不需要冷冻水、冷却水，同时减少了再生加热器负荷，能够实现节能。

25、第二，本发明的再生区的气体出口、蒸发器、冷凝器、再生加热器和再生区的气体入口依次气路连接构成第一气体封闭循环流路，该第一气体封闭循环流路中没有气体被直接排放至大气，从根本上避免了环境污染。

26、第三，热泵是一个通过消耗少量的电能，把热量由低温处输送到高温处的一种机械设备，其热平衡关系式为：

27、放热q2＝吸热q1+p

28、式中，q1是低温处吸收的热量；q2是高温处放出的热量；p是驱动热泵所需要的电功率，由此式可以看出：热泵的放热量一定是大于吸热量的。所以，本发明热泵放热的设备除了第一冷凝器(冷媒由气态被冷凝到液态、发生冷凝相变)外，还设置了第二冷凝器(散热器)，且该第二冷凝器优选为风冷冷凝器，这样在实现放热量大于吸热量的同时，能够通过第二冷凝器的调节，保证通过第一冷凝器的再生空气被预热到所需要的温度。

29、第四，本发明通过设置第一工质封闭循环流路和第二工质封闭循环流路，使通过膨胀阀出口的冷媒工质分为两路，一路进入蒸发器，作为再生气体的冷凝器，另一路进入吸附再生转轮吸附区气路上游的前表冷器，经过蒸发器的冷媒和经过前表冷器的冷媒会合后进入压缩机入口，行程制冷循环过程，该过程能够充分提高热泵冷端的热能利用率，并且大大提高了生产车间内有机气体的吸附效率。

30、第五，本发明通过在冷却区和净化区之间设置第二气体封闭循环流路，一方面可以在待回收有机气体进入吸附再生转轮的吸附区前利用冷却区对其进行冷却，以提高吸附效率，另一方面通过净化区的设置可以避免未被吸附的待处理气体进入再生区，提高再生效率。